Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of oxidation and mechanical damage of PCBs with OSP finish on their solderability with SAC305 alloy

Kudyba A., Siewiorek A., Sobczak N., Turalska P.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2015

|

T. 55, nr 4

59--66

EN

The paper focuses on the experimental investigation of wetting behavior and solderability of commercial lead-free solder on Printed Circuit Board (PCB) covered with an OSP finish (Organic Surface Protectant) characterized by physical (mechanically scratched) and/or chemical (oxidized in air at 260°C for 1 hour) inhomogeneity of the surface finish. The influence of the quality of the PCB finish on the maximum wetting force Fmax, wetting time t0, the contact angle θ, and the parameters characterizing solderability, were studied. The tests were performed by a wetting balance method with SAC305 solder (Sn-3.0Ag-0.5Cu, wt. %) and commercial flux (EF2200) using MENISCO ST88 apparatus allowing direct measurement of the wetting force Fr and wetting time t0 as well as calculation of the contact angle θ values. The measurements were made at a temperature of 260°C for a contact time of 3 s. For comparison, the tests were also performed on PCBs in delivery state showing average Fmax = 0.9 mN, t0 = 0.58 s and θ = 57°. The results have shown that both oxidation and mechanical damage of the OSP finish have a significant worsening effect on solderability. Scratched OSP finish had an average Fmax = -1.03 mN and θ = 78°. Such surfaces were non-wettable with corresponding values of Fmax = -4.7 mN and θ = 120° for oxidized samples and Fmax = -4.04 mN and θ = 111° for those scratched and oxidized.

PL

W pracy badano zwilżalność i lutowność płytek drukowanych (PCB) z pokryciem OSP, które charakteryzowały się niejednorodnością występującą na powierzchni: były mechanicznie porysowane i/lub utlenione (na powietrzu, w temperaturze 260°C w czasie 1 godziny). Do badań stosowano komercyjny stop bezołowiowy. Określono wpływ jakości pokrycia na wartość maksymalnej siły zwilżania Fmax, czas zwilżania t0 i kąt zwilżania θ, czyli parametrów charakteryzujących lutowność. Badania prowadzono metodą zanurzeniową (meniskograficzną) na aparaturze ST88 MENISCO, która umożliwia bezpośredni pomiar siły zwilżania Fr i czasu zwilżania t0, jak również obliczenie wartości kąta zwilżania θ. Pomiary przeprowadzono w temperaturze 260°C w czasie 3 s. Dla porównania testy przeprowadzono również na płytkach „w stanie dostawy”, uzyskując średnią Fmax = 0.9 mN, t0 = 0,58 s i θ = 57°. Uzyskane wyniki świadczą, że zarówno utlenianie powierzchni, jak i uszkodzenia mechaniczne pokrycia OSP powodują znaczące pogorszenie lutowości płytek PCB. Dla pokrycia OSP, które było porysowane, uzyskano średnio Fmax = -1,03 mN i θ = 78°. Dla próbek utlenionych mierzone wartości wyniosły: Fmax = -4,7 mN i θ = 120°, natomiast dla próbek porysowanych i utlenionych: Fmax = -4,04 mN i θ = 111°.

2

Wpływ zawartości cynku oraz temperatury na lutowność niklu stopami Sn-xZn (x=4,5; 90; 95% wag.)

Kudyba A., Siewiorek A., Sobczak N.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2012

|

T. 52, z. 4

25-39

PL

Celem badań było określenie wpływu temperatury oraz zawartości Zn na lutowność podłoży Ni ciekłymi stopami Sn-Zn o zawartości cynku 4,5; 90; 95% wag. Badania lutowności przeprowadzono metodą zanurzeniową (wetting balance test) pozwalającą na pomiar siły i czasu zwilżania oraz wyznaczenie wartości kąta zwilżania. Badania wykonano w dwóch różnych temperaturach dla każdego z badanych stopów, odpowiednio dla Sn-4,5Zn w 230 i 250°C, Sn-90Zn w 400 i 450°C, Sn-95Zn w 410 i 450°C. Po badaniach lutowności przeprowadzono analizę strukturalną poprzecznych przekrojów próbek metodami mikroskopii optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej w połączeniu z lokalną analizą składu chemicznego. Stwierdzono, że wzrost temperatury poprawia lutowność każdego z badanych układów Sn-xZn/Ni. W przypadku podwyższenia temperatury procesu do 450°C dla stopów o zawartości 90 i 95% wag. Zn, zaobserwowano całkowitą zwilżalność Ni (wartość kąta zwilżania θ = 0°).

EN

The aim of this study was to determine the effect of temperature and zinc content on the solderability of nickel substrates with liquid Sn-xZn alloys (4.5, 90, 95 wt% Zn). Solderability tests were carried out by the wetting balance method which allows the measurement of wetting force and wetting time and determination of the contact angle size. The study was performed at two different temperatures applied to each of the examined alloys, i.e. for Sn-4.5Zn at 230 and 250°C, for Sn-90Zn at 400 and 450°C, and for Sn-95Zn at 410 and 450°C. After the solderability tests, structural analysis was performed on sample cross-sections using optical microscopy and scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy for chemical analysis. It was found that temperature increase improves the solderability in each of the systems investigated. With process temperature raised to 450°C for alloys with 90 and 95 wt% Zn, a complete wetting of the tested nickel substrates was obtained (the value of contact angle θ = 0°).

3

Wpływ zawartości cynku oraz temperatury na lutowność miedzi stopami Sn-xZn (x=4,5; 90; 95% wag.)

Kudyba A., Siewiorek A., Sobczak N.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2012

|

T. 52, z. 3

45-61

PL

Celem badań było określenie wpływu temperatury oraz zawartości Zn na lutowność podłoży Cu ciekłymi stopami Sn-Zn o zawartości cynku 4,5; 90; 95% wag. Badania lutowności przeprowadzono metodą zanurzeniową (wetting balance test) pozwalającą na pomiar siły i czasu zwilżania oraz wyznaczenie wartości kąta zwilżania. Badania wykonano w dwóch różnych temperaturach dla każdego z badanych stopów, odpowiednio dla Sn-4,5Zn w 230 i 250°C, Sn-90Zn w 400 i 450°C, Sn-95Zn w 410 i 450°C. Po badaniach lutowności przeprowadzono analizę strukturalną poprzecznych przekrojów próbek metodami mikroskopii optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej w połączeniu z lokalną analizą składu chemicznego. Stwierdzono, że wzrost temperatury poprawia lutowność każdego z badanych układów Sn-xZn/Cu. W przypadku podwyższenia temperatury procesu do 450°C dla stopów o zawartości 90 i 95% wag. Zn, zaobserwowano całkowitą zwilżalność Cu (wartość kąta zwilżania θ = 0°).

EN

The aim of this study was to determine the effect of temperature and Zn content on the solderability of Cu substrates with liquid Sn-xZn alloys (4.5; 90; 95 wt.% Zn). Solderability tests were carried out by the wetting balance test which allows the measurement of wetting force and wetting time and determination of the size of contact angle. The study was performed at two different temperatures applied to each of the examined alloys, i.e. for Sn-4.5Zn at 230 and 250°C, for Sn-90Zn at 400 and 450°C, and for Sn-95Zn at 410 and 450°C. After the solderability tests, structural analysis was performed on sample cross-sections using optical microscopy and scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy for chemical analysis. It was found that the temperature increase improves the solderability of each of the systems investigated. With process temperature increased to 450°C for alloys with 90 and 95 wt%. Zn, a complete wetting of the tested Cu substrates was obtained (the value of contact angle θ = 0°).